KR950012406B1 - 이산화탄소 용접봉용 강재의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

이산화탄소 용접봉용 강재의 제조방법
제1도는 슬래그중 SiO2/Al2O3중량비 및 Al2O3함량과 노즐막힘 발생여부와의 관계를 나타내는 그래프.
제2도는 강중의 용존산소량 및 슬래그중 T·Fe와 핀홀 발생율과의 관계를 나타내는 그래프.
제3도는 강중 Ca량에 따른 용적단락시간을 나타내는 그래프.
본 발명은 이산화탄소(CO2) 용접봉으로 사용되는 강재의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 Al 및 Ca를 첨가하지 않는 CO2용접봉용 강재(소단면 빌레트)의 제조방법에 관한 것이다.
통상, CO2용접봉 강재는 소단면 빌레트로 제조되는데, 종래에는 전로에서 산소로 취련을 끝낸후 전로에서 레이들로 출강시 강중산소를 저감하기 위하여 Al을 80-100kg 및 생석회를 300kg정도 투입한 후 레이들 가열로(Lalde Furnace)에서 승온 및 버블링한 후 Ca와이어 투입기가 설치되어 있는 장소로 옮겨져 Ca-Si와이어를 투입한 후 빌레트 연주기에 의해서 빌레트로 제조된다.
강중 산소가 적은[용존산소(Free Oxygen) : 15ppm이하] 킬드강으로 CO2용접봉용 소단면 빌레트를 제조하는 경우에는 탈산제로 투입하는 Al이 강중에서 산소와 결합하여 고융점의 Al2O3산화물로 존재하기 때문에 Ca을 용강중에 첨가하여 저융점의 CaO-Al2O3복합개재물로 만들어 주므로써, 주조시 노즐막힘을 방지해 왔다.
그러나, 상기와 같이 제조된 강재의 경우에는 그 내부에는 알루미늄과 칼슘이 잔류하기 때문에 용접봉으로 제작하여 용접하는 경우 스패터(spatter) 발생량이 증가하여 용접불량의 요인이 되고 있다.
따라서, 이와 같은 용접불량을 방지하기 위해서는 강중에 Al 및 Ca이 매우 적은 소재의 개발이 요구되고 있다.
본 발명자는 상기한 종래방법의 제반문제점을 개선시키기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 표면결함발생이 적은 우수한 표면품질을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 최종 수요가 용도로 사용할 시 용접불량이 발생되지 않는 CO2용접봉용 강재를 제조하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이산화탄소 용접봉용 강재를 제조하는 방법에 있어서, 전로에서 산소로 취련한 후 레이들로 용강을 출강할시 Fe-Si 및 Fe-Mn을 단독 또는 복합으로 레이들에 투입하여 용강중의 산소의 함량이 15ppm이하가 되도록 탈산시킨 다음, CaO-SiO2계 플럭스를 레이들에 투입하여 슬래그를, 슬래그중의 CaO/SiO2중량비 : 1.0-1.4, SiO2/Al2O3중량비 : 2.0이상, T·Fe : 1.0%이하, 및 Al2O3: 15%이하가 되도록 조절한 후, 빌레트 연주기에서 주조하여 CO2용접봉용 강재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 종래의 방법과 같이 전로 취련후 출강시 Al 및 생석회를 투입하지 않고, Fe-Si 및 Fe-Mn을 단독 또는 복합으로 투입하여 탈산하며, 이들 탈산제의 첨가량은 용강중의 산소의 함량이 15ppm이하가 되도록 제한된다.
CaO-SiO2계 플럭스로는 통상의 것이면, 어느것이나 사용될 수 있으며, 보다 바람직한 것으로는 55% CaO+45% SiO2의 합성 플럭스를 들 수 있다. 이 플럭스의 첨가량은 슬래그의 CaO/SiO2중량비, 및 SiO2/Al2O3중량비 등에 의해 제한된다.
본 발명에 있어 강중 산소의 함량이 15ppm이상이고 슬래그의 CaO/SiO2중량비가 1.5이상인 경우에는 빌레트에서 핀홀이 발생되며, SiO2/Al2O3중량비가 2.0미만, Al2O3가 15%이상인 경우에는 주조용 노즐막힘이 발생하여 빌레트 제조가 곤란하다.
따라서, 본 발명에 있어서, 슬래그의 CaO/SiO2중량비는 1.2-1.4, SiO2/Al2O3중량비는 2.0이상, T·Fe :1.0%이하, 및 Al2O3함량이 15%이하가 되도록 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 바람직하게 제조될 수 있는 CO2용접봉 강재는, 중량%로, C : 0.05-0.09%, Si : 0.8-1.0%, Mn : 1.4-1.6%, P : 0.020%이하, S : 0.020이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
100Ton급 전로에서 하기 표 1과 같이 조성되는 용강을 취련하고 온도가 1690-1700℃가 되도록 조정하여 레이들로 출강하였다.
상기 출강중에는 레이들에 1.4-1.5Ton의 Fe-Si 및 2.0-2.2Ton의 Fe-Mn을 투입하여 용강을 약탈산하였으며, 약탈산후의 용강의 조성은 하기 표 2와 같았다.
[표 1]
[표 2]
다음에, 용강이 수강된 레이들을 레이들 가열로로 이송시켜 온도 및 성분균일 목적으로 3-5분동안 버블링을 실시하였다.
다음에, 제1도 및 제2도에서와 같은 슬래그중 Al2O3함량, SiO2/Al2O3중량비, T·Fe량 및 강중 용존산소소량이 얻어지도록 55%CaO+45%SiO2의 합성 플럭스를 500-1000kg투입한 다음, 슬래그 제어를 용이하게 하기 위하여 승온을 실시한 다음, 빌레트 연주기에서 연주하여 단면이 160×160cm인 소단면의 빌레트를 제조하였다.
슬래그중 SiO2/Al2O3중량비 및 슬래그중 Al2O3량과 노즐막힘 발생여부와의 관계를 관찰하고, 그 결과를 제1도에 나타내었다. 또한, 강중 용존산소 및 슬래그중 T·Fe량과 주조시 핀홀발생여부와의 관계를 관찰하고, 그 결과를 제2도에 나타내었다.
제1도에 나타난 바와 같이, 슬래그중 Al2O3의 함량이 15%이하이고, SiO2/Al2O3의 중량비가 2.0이상인 경우에는 노즐막힘 현상이 발생되지 않음을 알 수 있다.
또한, 제2도에 나타난 바와 같이, 강중 용존산소량이 15ppm이하이고, 슬래그중 T·Fe량이 1.0%이하인 경우에는 핀홀 발생율이 10%이하임을 알 수 있다.
[실시예 2]
출강중 Al를 80-100kg 및 생석회를 300kg 투입하여 레이들 가열로에서 승온 및 버블링한 후 Ca와이어 투입기가 설치되어 있는 장소로 옮겨져 Ca-Si와이어를 300m투입한 후, 빌레트 연주기에 의해 빌레트를 제조하였다(종래방법).
상기와 같이 제조된 빌레트로 용접봉을 제작하여 CO2용접시의 용적단락시간을 조사하고, 그 결과를 제3도에 나타내었다.
또한, 실시예 1에서 용존산소량이 15ppm이하, 슬래그중 T·Fe량이 1.0%이하, CaO/SiO2중량비가 1.0-1.4, SiO2/Al2O3중량비가 2.0이상이고, Al2O3함량이 15%미만이 되도록 55%CaO+45%SiO2의 합성플럭스를 투입한 후 빌레트로 제조된 경우(본 발명법)에 대해서도 용적단락시간을 조사하고 그 결과를 제3도에 나타내었다.
또한, 상기한 종래방법 및 본 발명법에 의해 제조되는 경우 빌레트에 대한 흠발생율을 측정하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명법의 경우가 종래방법의 경우에 비하여 홈발생율에 있어 우수함을 알 수 있다.
제3도에 나타난 바와 같이, Ca를 투입한 경우(종래방법)에는 용접시 용접불량이 발생됨을 알 수 있다.
그러나, 본 발명법의 경우에는 Ca를 전혀 첨가하지 않으므로 이러한 용접불량은 전혀 발생되지 않음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 표면결함 발생이 적은 우수한 표면품질을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 최종수요가 용도로 사용할 시 용접불량이 발생되지 않는 CO2용접봉용 강재를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 이산화탄소 용접봉용 강재를 제조하는 방법에 있어서, 전로에서 산소로 취련한 후 레이들로 용강을 출강할시 Fe-Si 및 Fe-Mn을 단독 또는 복합으로 레이들에 투입하여 용강중의 산소함량이 15ppm이하가 되도록 탈산시켜 C : 0.05-0.09중량%, Si : 0.8-1.0중량%, Mn : 1.4-1.6중량%, P : 0.020중량%이하, S : 0.020중량%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 용강을 제조한 다음, CaO-SiO2계 플럭스를 레이들에 투입하여 슬래그를, CaO/SiO2중량비 : 1.0-1.4, SiO2/Al2O3중량비 : 2.0이상, T·Fe : 1.0%이하 및 Al2O3: 15%이하가 되도록 조절한 후, 빌레트 연주기에서 주조하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 용접봉용 강재의 제조방법.
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